Использование сталей различных марок в производстве винтовых свай
В статье речь пойдет о том, сталь каких марок используются чаще всего в производстве винтовых свай, а также о зависимости качества и срока службы винтовых свай от характеристик сплава.
Сталь марки Ст3
Как правило, винтовые сваи изготавливают из Ст3 – углеродистой стали обыкновенного качества, выпуск которой нормируется ГОСТ 380.
Изделия из этого сырья широко применяются при устройстве надземных коммуникаций, в производстве станков, транспортном строительстве. Область применения стали 3 сильно зависит от качественных характеристик, прежде всего степени раскисления.
Раскисление – химический процесс удаления из расплавленного сырья кислорода, определяемого как примесь, ухудшающая механические свойства сплава. В зависимости от химических элементов, используемых для раскисления, различают спокойную, полуспокойную и кипящую сталь.
- Спокойная сталь (Ст3сп). Лишена кислорода, характеризуется гомогенной (однородной) структурой, призванной придавать сплаву пластичность, а также устойчивость к атмосферной коррозии, поэтому стоит дороже. Используется в производстве заготовок деталей арматуры для трубопроводов, основных элементов для ж/д надземных и подвесных путей.
- В полуспокойных (Ст3пс) сталях присутствует кислород, из-за чего свойства твердости и пластичности сырья оказываются менее выраженными. Их химический состав также нельзя назвать однородным. Из этой стали производят листовой и трубный прокат, полосы, круги, квадраты, уголки, шестигранники, закладные детали.
- Кипящая (Ст3кп). Неоднородная по плотности конструкционная сталь, себестоимость получения которой невысока. Хорошо обрабатывается при любых термических условиях. Востребована у производителей винтовых свай.
Применение стали 3 в качестве материала винтовых свай
Сталь марки Ст10
Ст10 – углеродистая качественная конструкционная сталь, требования к качеству которой устанавливают ГОСТ 1050, ГОСТ 1577, ГОСТ 16523.
Содержание углерода в сплаве – от 0,07 до 0,14 %, характерно присутствие легирующих элементов (недорогие присадки, процентное содержание которых невелико).
Ст10 нефлокеночувствительна (то есть не склонна к поражению флокенами – дефектами внутреннего строения в виде серебристо-белых пятен или волосовин, которые, понижая пластичность и вязкость, сокращают срок службы изделий), не склонна к отпускной хрупкости (понижению вязкости и сопротивления хрупкому разрушению при отпуске в определенном интервале температур).
Сваривается Ст10 без ограничений (кроме деталей после химико-термической обработки), рекомендуемые способы сварки – РДС, АДС под флюсом и газовой защитой, КТС.
Сталь марки Ст20
Ст20 – углеродистая качественная конструкционная сталь, требования к качеству которой устанавливаются ГОСТ 1050, ГОСТ 1577, ГОСТ 16523.
Прочная и одновременно пластичная, легко поддается разным видам обработки. Этим во многом объясняется тот факт, что Ст20 получила широкое применение при изготовлении цементуемых деталей для длительной / весьма длительной службы, тонких деталей, работающих на истирание, в производстве трубопроводной арматуры, труб для паропроводов с критическими и сверхкритическими параметрами пара, бесшовных труб высокого давления, сварных профилей прямоугольного или квадратного сечения. После химико-термической обработки сталь 20 идет на производство деталей, которым требуется высокая поверхностная прочность.
Сталь 20 нефлокеночувствительна, не склонна к отпускной хрупкости.
Сплав Ст20 сопоставим с низколегированной сталью 09г2С по характеристикам свариваемости и выносливости.
Рекомендуемые способы сварки: автоматическая дуговая сварка (АДС), контактная точечная сварка (КТС), ручная дуговая сварка (РДС).
Эффективность применения стали марки 20
в производстве винтовых свай
Сталь марки 09Г2C
09Г2C – конструкционная низколегированная сталь повышенной прочности с содержанием железа 96-97 %, требования к качеству которой устанавливаются ГОСТ 19281, ГОСТ 19282, ГОСТ 17066. Широко используется в станкостроении, машиностроении, транспортном строительстве, нефтяной, химической и строительной отраслях.
С точки зрения коррозионной стойкости марка 09Г2C относится к группе малостойких, что компенсируется использованием проката достаточной для конкретных условий толщины.
В то же время 09Г2C имеет высокие прочностные характеристики, не склонна к отпускной хрупкости (ее вязкость не снижается после процедуры отпуска), устойчива к перегреву, образованию трещин.
Это особенно актуально при устройстве сетей магистральных нефтегазопроводов на территориях с холодным климатом.
Особенности применения
стали марки 30ХМА
30ХМА – жаропрочная релаксационностойкая легированная конструкционная сталь, которая относится к группе хромомолибденовых и хромомолобденованадиевых. Требования к ее качеству устанавливаются ГОСТ 4543, ГОСТ 8731.
Жаропрочная релаксационностойкая сталь – вид сплава, который используется в условиях воздействия высоких температур в течение определенного времени.
Добавление в состав сплава хрома и молибдена позволяет добиться:
- однородности структуры материала;
- возможности применения более широких температурных интервалов для закалки;
- отсутствия отпускной хрупкости;
- увеличения прочности, твердости материала;
- повышения сопротивления разрыву, ударам и изнашиваемости элементов и т.д.
Чтобы снизить порог хладноломкости, а также повысить механические свойства 30ХМА, в нее вводят легирующие элементы, которые образуя с углеродом, железом и прочими элементами твердые растворы и химические соединения, изменяют ее свойства. Кроме того, для повышения стойкости к коррозии, в сплав добавляют небольшое количество меди.
Сталь 30 ХМА востребована в авиаиндустрии, машиностроении, а также в организации трубопроводов, в современной промышленности. Не склонна к отпускной хрупкости, однако обладает незначительной флокеночувствительностью. Снижение риска поражения флокенами обеспечивается вакуумацией сплава.
